畢業(yè)設(shè)計精品]DMF法萃取精餾分離C5餾分中異戊烷的模擬.doc

分類號編號畢業(yè)論文DMF法萃取精餾分離C5餾分中異戊烷的模擬SimulationofSeparatingIpentanefromC5FractionbyExtractiveDistillationwithDMF.申請學位：工學學士院系：化學生物理工學院專業(yè)：化學工程與工藝姓名：學號：指導(dǎo)老師：（教授）2009年6月8日化學生物理工學院畢業(yè)論文IDMF法萃取精餾分離C5餾分中異戊烷的模擬姓名：導(dǎo)師：2009年6月8日化學生物理工學院畢業(yè)論文II畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書院（系）：化學生物理工學院姓名學號畢業(yè)屆別2009專業(yè)化學工程與工藝畢業(yè)論文（設(shè)計）題目DMF法萃取精餾分離C5餾分中異戊烷的模擬指導(dǎo)教師學歷博士職稱教授所學專業(yè)化學工程具體要求(主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等)：碳五分離萃取溶劑選擇：（1）查閱國內(nèi)外有關(guān)碳五分離工藝的文獻資料，以及C5分離技術(shù)的研究最新進展。（2）溶劑的選用主要考慮影響因素：溶劑比，回流比，以及他們之間的比較。（3）計算條件如下：新鮮溶劑二甲基甲酰胺。碳五原料流量為2492kg/h，萃取精餾塔塔頂異戊烷純度大于95%，萃取精餾塔塔頂異戊烷收率大于92%；塔頂溫度50，溶劑進料溫度48。工程問題：（1）在優(yōu)化的條件下，如何降低能耗和原料消耗，增大經(jīng)濟效益；（2）設(shè)計工藝流程圖進度安排：（1）1-4周查閱相關(guān)文獻；（2）1-8周學習PROII軟件相關(guān)模塊的應(yīng)用；（3）8-10周軟件模擬和計算設(shè)計；（4）10周以后準備論文指導(dǎo)教師簽字：年月日院（系）意見：教學院長（主任）簽字：年月日附注：畢業(yè)論文III摘要介紹碳五主要餾分的綜合利用。設(shè)計過程中學習了PROII軟件相關(guān)模塊的應(yīng)用方法；采用PROII軟件對DMF法萃取精餾分離C5餾分中異戊烷的萃取精餾塔進行模擬?？疾炝嘶亓鞅?、溶劑比(溶劑DMF與進料C5的質(zhì)量比)、理論板數(shù)等因素對分離異戊烷的影響。模擬結(jié)果表明,萃取精餾塔的最佳工藝條件為:理論板數(shù)為50塊，原料進料位置為第30塊理論板,溶劑比0.6,回流比3,溶劑進料溫度50,溶劑進料位置在20塊左右。塔頂采出量1236.06kg/h。理論板數(shù)的選擇由實際工程放大或投資資金綜合分析。并對優(yōu)化后的工藝進行了物料守恒和能量守恒的校核。就此對主物料物性進行了簡要闡述。確定了流程圖并結(jié)合有關(guān)的數(shù)據(jù)對工程中節(jié)能措施進行了簡要分析。關(guān)鍵詞碳五餾分；PROII軟件；異戊烷；萃取蒸餾；模擬畢業(yè)論文1AbstractIntroducedthecomprehensiveutilizationofthemainfractionfromC5.InthedesignprocessIhavestudiedPROIIsoftwarecorrelationmoduleapplicationmethod；TheextractivedistillationwithMEKandNMFasextractantforseparatingi-pentanefromC5fractionweresetup,processofseparationofC5fractionwithDMFwasoptimizedbyPROIIprocesssimulatingsoftware.Themodelisconsideredtobereliable.Effectsofcolumntrays,refluxratio,extractantratio(massratioofDMFtofeedC5)onseparationwereunderobservation.Theoptimizedprocessparametersareasfollows:thetheoreticaltraynumberis50,feedtray30thtray,extractantratio0.6,refluxratio3.0,feedinputtemperature50.feedinputtrayabout20thtray.andtopproductoutput1236.06kg/h.Thechoiceoftheoreticalplatenumberoftheactualworksbytheamplificationoracomprehensiveanalysisofinvestmentfunds.Andoptimizedtheprocessofconservationandenergyconservationmaterialsincheck.Inthisconnectionthemainphysicalpropertiesofmaterialsarebrieflydescribed.Haddeterminedtheflowchartandtheunionrelateddataconservedenergythemeasuretotheprojectintocarryonthebriefanalysis.KeyWordsC5fraction；PROIIsoftware；isopentane；extractivedistillation；畢業(yè)論文2目錄1前言.12文獻綜述.22.1裂解碳五餾分的性質(zhì)和用途.22.2異戊烷簡介.32.3國內(nèi)外C5資源的這利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.42.3.1碳五餾分的組成.42.3.2全球C5資源量.42.3.3國內(nèi)外C5資源利用現(xiàn)狀.52.4裂解碳五分離的工藝簡介.52.5實現(xiàn)工業(yè)化的一些碳五分離技術(shù).62.5.1上海石化2.5萬噸工業(yè)簡介.62.5.2玉皇聚合級異戊二烯生產(chǎn)方法.73化工工藝模擬計算軟件PRO/II簡介.83.1用戶界面.83.2組分及其物性.93.3熱力學模型.93.4單元操作.103.5流程控制與優(yōu)化.104工藝說明.124.1原料組成以及工藝指標.125操作條件的確定.135.1初始操作條件的確定.135.2操作條件的改變對分離效果的影響.135.2.1溶劑比對工藝指標的影響.135.2.2回流比對工藝指標的影響.175.2.3溶劑進料位置對工藝指標的影響.195.2.4回流比和溶劑比的選擇.206優(yōu)化后工藝條件以及指標.216.1萃取精餾塔主要工藝設(shè)計參數(shù).216.2物料流程圖.216.3物料衡算和能量衡算.216.3.1物料衡算.216.3.2能量衡算.246.4物料物性匯總.257工藝的優(yōu)化節(jié)能.297.1工藝過程中熱能的充分利用.297.1.1高溫物料顯熱和潛熱的利用.297.1.2改進熱的利用.29畢業(yè)論文37.1.3加強保溫保冷.297.2減少精餾過程本身對能量的需要.297.3加強管理.318結(jié)語.329致謝.33參考文獻.34附圖：.35畢業(yè)論文11前言碳五分離工業(yè)技術(shù)是以裂解乙烯的副產(chǎn)碳五餾分為原料，經(jīng)萃取精餾等方法制得異戊二烯、環(huán)戊二烯和間戊二烯、異戊烷等。裂解碳五是指以石腦油、汽油、輕柴油、加氫汽油等為原料，經(jīng)高溫裂解生產(chǎn)乙烯過程中得到副產(chǎn)物，其主要成分為二烯烴、單烯烴和烷烴。我國乙烯生產(chǎn)中碳五組分可占乙烯產(chǎn)量得11%-14%。隨著乙烯工業(yè)得快速發(fā)展和對合成橡膠及合成樹脂得需求增大，裂解碳五餾分得分離和用途愈來愈引起人們得重視，碳五餾分中的主要組分異戊二烯、間戊二烯；雙環(huán)戊二烯、異戊烷他們都是高附加值得化工和精細化工產(chǎn)品。目前，我國乙烯的生產(chǎn)能力已達到800多萬噸，裂解碳五餾分已達到100多萬噸，僅蘭州石化每年就有約20萬噸的碳五資源。因此，有效利用乙烯工業(yè)的碳五已成為合理使用石油資源和提高乙烯裂解裝置綜合效益的重要途徑。為了合理有效的利用碳五資源，美國聯(lián)德公司研究員委托，對美國聯(lián)德公司提供的裂解碳五分離工藝進行模擬和實驗研究，要求如下：分離異戊烷的工藝實驗研究；要求異戊烷收率在92%以上；要求異戊烷純度在95%以上。根據(jù)國內(nèi)外裂解碳五餾分分離技術(shù)得研究發(fā)展，敘述萃取精餾法分離異戊二烯、熱二聚法分離環(huán)戊二烯等工藝，并根據(jù)美國聯(lián)德公司提供碳五原料，應(yīng)其要求采用proII軟件進行篩選異戊烷模擬，所選溶劑為DMF溶劑，通過大量計算機軟件模擬確定了各工藝操作條件，基本實現(xiàn)了碳五分離工藝實驗得研究目標現(xiàn)將該項目得研究工作全面匯報如下。畢業(yè)論文22文獻綜述C5餾分的組成與所采用的生產(chǎn)工藝和原料有關(guān)。作為石腦油蒸汽裂解制乙烯所得的副產(chǎn)物的C5餾分，其主要成分為二烯烴、單烯烴和烷烴。一般以石腦油和輕柴油為原料生產(chǎn)乙烯時，C5收率可達乙烯產(chǎn)量的10%14%。隨著我國乙烯裝置產(chǎn)能的快速發(fā)展和C5資源量的增長，如何提高C5資源的利用率成為我國石油化工行業(yè)目前亟待解決的問題1，2，3。我國碳五分離研究開始較晚，起初應(yīng)用最廣的主要產(chǎn)品餾分為異戊二烯，間戊二烯，環(huán)戊二烯，雙環(huán)戊二烯等。隨著技術(shù)的改進以及市場的需求，研究人員逐步進行分離碳五篩選異戊烷的研究。2.1裂解碳五餾分的性質(zhì)和用途碳五餾分組成復(fù)雜，含有20多種組分，主要為各類雙烯烴，單烯烴及飽和烴。而且組分間可能形成多種共沸物。不同溶劑存在下C5烴的相對揮發(fā)度如下表4：表2-1不同溶劑存在下C5烴的相對揮發(fā)度如下：組成沸點無溶劑DMF乙腈N-MNP異戊烷27.851.2003.1132.923.00正戊烷36.070.9352.4042.372.401-戊烯29.971.1351.9361.891.863-甲基-1-丁烯20.061.5332.6802.582.652-甲基-1-丁烯31.161.1001.7461